Ley de gravitación universal de Newton

Repasa tus conocimientos sobre la ley de gravitación universal de Newton con este artículo abierto alineado con los estándares NGSS.

Términos clave

Término	Significado
Fuerza gravitacional ( $F_{g}$ ‍)	Fuerza de atracción entre dos objetos con masa.
Campo gravitacional ( $g$ ‍)	Un modelo que explica la influencia que un objeto extiende para producir una fuerza sobre otros objetos.
Masa gravitacional ( $m$ ‍)	Propiedad de la materia que hace que experimente una fuerza en un campo gravitacional. Dos objetos que se equilibran entre sí en una balanza tienen la misma masa gravitacional. La masa gravitacional es experimentalmente equivalente a la masa inercial y sus unidades en el SI son $kg$ ‍.

Ecuaciones

Ecuación	Desgloce de símbolos	Significado
$F_{g} = G \frac{m_{1} m_{2}}{r^{2}}$ ‍	$F_{g}$ ‍ es la fuerza gravitacional, $G$ ‍ es la constante gravitacional, $m_{1}$ ‍ y $m_{2}$ ‍ son masas puntuales y $r$ ‍ es la distancia entre las masas.	La fuerza gravitacional entre las masas puntuales $m_{1}$ ‍ y $m_{2}$ ‍ es directamente proporcional a sus masas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre ellas.
$g = \frac{F_{g}}{m_{2}} = G \frac{m_{1}}{r^{2}}$ ‍	$g$ ‍ es la fuerza del campo gravitacional.	La intensidad del campo gravitacional es directamente proporcional a la masa que crea el campo e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia.

La ley de gravitación universal de Newton

La fuerza de la gravedad

F_{g}

es siempre atractiva y depende solo de las masas involucradas y la distancia entre ellas. Cada objeto en el universo atrae a todos los otros objetos con una fuerza a lo largo de una recta imaginaria entre ellos.

La ecuación para ley de la gravitación de Newton es:

F_{g} = G \frac{m_{1} m_{2}}{r^{2}}

donde:

F_{g}

es la fuerza gravitacional entre

m_{1}

m_{2}

G

es la constante gravitacional, que es igual a

6.67 \times 10^{- 11} \frac{m^{3}}{kg \cdot s^{2}}

m_{1}

m_{2}

son masas.

La fuerza es directamente proporcional al producto de las masas. También es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre los centros de masa. A esto a veces se le llama una ley del inverso al cuadrado.

Por ejemplo, si duplicamos la distancia entre la Tierra y la Luna, la fuerza de atracción entre ellas va a disminuir (porque tiene una relación inversa a la distancia), y lo haría en un factor de

4

en lugar de

2

(debido a que

r

está elevada al cuadrado).

La ley de gravitación universal de Newton describe tanto objetos que caen como objetos en una órbita circular, como un satélite orbitando la Tierra.

Cómo encontrar la fuerza del campo gravitacional

Todos los objetos atraen otros objetos al producir un campo gravitacional

g

, que se define como la fuerza gravitacional por unidad de masa. Podemos encontrar la fuerza del campo gravitacional de masa

m_{1}

sobre cualquier objeto con masa

m_{2}

al dividir la ecuación anterior entre la masa

m_{2}

y simplicar.

\begin{aligned} g & = \frac{F_{g}}{m_{2}} \\ = G \frac{m_{1} m_{2}}{r^{2} m_{2}} \\ = G \frac{m_{1}}{r^{2}} \end{aligned}

¿Qué más debo saber sobre la ley de la gravitación universal de Newton?

La gravedad causa una atracción entre todos los objetos. Cada masa atrae a todas las demás masas. Eso significa que te sientes atraído gravitacionalmente a tu amigo, tu mascota e incluso tu pizza.
La variable $r$ ‍ es la distancia entre los centros de masa. Medimos la distancia entre los objetos desde sus centros, no sus superficies.

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materrr
Publicado hace hace 10 meses. Enlace directo a la publicación “como saco la distancia...” de materrr
como saco la distancia
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msidauy15
Publicado hace hace 2 meses. Enlace directo a la publicación “porque se le llama graved...” de msidauy15
porque se le llama gravedad
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